張 艷

(廣東省惠州市水務(wù)集團(tuán)有限公司，廣東 惠州 615100)

1 工程概述

金山湖地處城市中心，地勢(shì)低洼，與外江水體的連通主要依靠抽水泵站的調(diào)度，水體流動(dòng)力較弱，水質(zhì)逐年惡化，底泥淤積隨著周邊城市的發(fā)展日益加重。根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，金山湖主要污染物為COD、BOD5、氨氮和總磷，河道全線呈現(xiàn)不同程度的富營養(yǎng)化現(xiàn)象，綜合營養(yǎng)指數(shù)為54.26-75.46，富營養(yǎng)化嚴(yán)重。

金山湖清淤工程，涉及區(qū)域總面積約1.26km2，河道清淤方式采用濕式清淤,泥漿處理則利用新建的底泥廠，底泥廠規(guī)模2000m3/d(水下自然方)、余水處理規(guī)模約4.0萬m3/d，泥漿經(jīng)脫水固化后產(chǎn)生的土方含水率在 40%以下，經(jīng)處理量后的泥餅外運(yùn)至堆場(chǎng)處置、利用；余水經(jīng)處理后，優(yōu)于《湖泊河流環(huán)保疏浚工程技術(shù)指南(試行)》中國內(nèi)部分環(huán)保疏浚工程余水排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到中國電建水環(huán)境企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四級(jí)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(城市河湖泊涌污泥處理廠余水排放標(biāo)準(zhǔn))，排至附近水體。金山湖流域水系圖見圖1。

2 河道濕式清淤施工工藝及要點(diǎn)

按照工程河道實(shí)際情況，為提升清淤效果，改性水環(huán)境質(zhì)量，采用了如下清淤方法，取得了良好效果。具體施工工藝流程圖見圖2。

圖1 金山湖流域水系圖

圖2 金山湖清淤工程施工工藝流程圖

2.1 環(huán)保絞吸式清淤

金山湖生態(tài)清淤工程的總長度為7.5km，清淤范圍比較大，采用了清淤效率高的環(huán)保絞吸式清淤方法，是通過浮漿泵送到底泥脫水廠進(jìn)行集中脫水處理，底泥場(chǎng)設(shè)置于金山湖南側(cè)蓮塘布河入湖口。為保證清淤效果，進(jìn)廠泥漿流量≥22275m3/d，同時(shí)為保證施工清淤的安全性和質(zhì)量，在夜間不進(jìn)行施工，每天清淤12h，絞吸流量不小于2000m3/h。考慮跨河橋梁的凈寬[1]，工程選擇了4臺(tái)500m3/h的絞吸船，主要參數(shù)如表1所示：

表1 環(huán)保絞吸式清淤船主要參數(shù)表

2.2 清障

就案例工程而言，河道中垃圾和雜質(zhì)比較多，為避免影響清淤效率，同時(shí)又降低清淤成本，縮短清淤工期，在正式清淤開始之前，通過清障船來清理河道中的垃圾和雜物，將河道中的大型塊、鋼絲網(wǎng)、編織袋等清理干凈后，再用絞吸式環(huán)保清淤船進(jìn)行清淤操作[2]。

2.3 絞吸清淤

在絞吸式環(huán)保清淤船運(yùn)行中，為降低擾動(dòng)程度，保證清淤效果，案例工程選擇了扇形向開挖法，為降低對(duì)周圍土層造成的擾動(dòng)，進(jìn)行分層開挖。先進(jìn)行清淤船定位樁施工，為保證清淤船按照規(guī)定行駛，需要將定位樁，搭設(shè)到河道淤泥層，以便控制清淤船前進(jìn)的位置。清淤船在前進(jìn)過程中，通過液壓軸臂的伸縮來完成。促使清淤船通過反作用力完成短距離位移。在整個(gè)移動(dòng)過程中，以清淤船的船尾定位樁為中心，清淤船的長度為半徑，促使絞刀頭呈現(xiàn)左右擺動(dòng)的扇形逐步向前清淤。清淤船在橫向擺動(dòng)時(shí)有效寬度為30m，無法滿足本工程清淤的需求，需要進(jìn)行分條清淤，每條清淤道之間搭結(jié)幅度控制在2.0m左右，避免發(fā)生漏挖和區(qū)塊塌陷問題[3]。

2.4 低擾動(dòng)清淤

低擾動(dòng)清是淤河道清淤的關(guān)鍵，其控制效果，對(duì)保護(hù)周圍土層，避免發(fā)發(fā)生超挖、欠挖問題有重要作用。實(shí)現(xiàn)低擾動(dòng)開挖的關(guān)鍵是做好密封開挖、薄層開挖，并限制施工速度等，在保證清淤效率的基礎(chǔ)上，避免發(fā)生二次污染。

密封開挖：在本河道清淤過程中，采用了環(huán)保絞刀開挖方法，是一種比較環(huán)保、先進(jìn)的清淤裝置。整個(gè)清淤系統(tǒng)由導(dǎo)泥擋板、密封裝置、水平調(diào)節(jié)器等共同組成。在具體清淤過程中，可隨著清淤深淺的變化，調(diào)整水平調(diào)節(jié)器，保證清淤絞刀在清淤過程中時(shí)刻處于水平位置，將外罩時(shí)刻緊貼河底。密封罩的主要作用是控制絞刀時(shí)刻在允許范圍內(nèi)工作，保證淤泥能夠及時(shí)被泥泵抽出，提升清淤速度。此種清淤裝置的最大特點(diǎn)是防止淤泥泄漏和擴(kuò)散的工程，從而避免了二次污染[4]。

薄層開挖：在清淤過程中，每層開挖的厚度控制在30cm以下，具體厚度要根據(jù)清淤船的實(shí)際情況和運(yùn)行參數(shù)合理調(diào)整，如果清淤厚度超過清淤船的最大量，會(huì)引起嚴(yán)重的逃淤問題，造成二次污染。如果清淤厚度過小，則會(huì)影響清淤的效率，增加清淤成本。淤泥厚度超出挖泥船單層開挖厚度時(shí)，采取分層開挖。

限制速度：在淤泥開挖中，合理設(shè)計(jì)絞刀的轉(zhuǎn)速、橫擺速度等相關(guān)參數(shù)，嚴(yán)格控制清淤速度[5]。

擾動(dòng)監(jiān)測(cè)：清淤開始之前， 需要對(duì)河道水體的透明度、SS值等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行取樣檢測(cè)，獲得相關(guān)參數(shù)。在清淤過程中，在清淤船四周布設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)河道水質(zhì)情況及時(shí)檢測(cè)。并對(duì)SS值的變化情況，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋給清淤管理部門，及時(shí)調(diào)整清淤船清淤速度，避免對(duì)水體造成太大污染。

開挖精度控制：在本工程清淤中，清淤船上裝配了先進(jìn)的挖深指示器、絞刀工作壓力表、濃度顯示器等高精度儀器表。并裝配了GPS定位系統(tǒng)和回聲測(cè)定設(shè)備。以控制清淤開挖的精度。及時(shí)反饋各儀器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，最大限度上保證開挖進(jìn)度。

2.5 泥漿處理

金山湖底清淤出來的泥漿，通過泵送的方法，進(jìn)入底泥廠設(shè)置沉砂池中，先進(jìn)行預(yù)處理，過濾掉大顆粒石塊、草根、樹皮等，再用高壓板框壓榨機(jī)進(jìn)行脫水處理，最后進(jìn)行資源化利用[6]。

3 河道淤泥處理技術(shù)

3.1 高壓板框壓榨機(jī)技術(shù)

工程清淤形成的泥漿，通過高壓板框式壓榨機(jī)進(jìn)行脫水處理，高壓板框式壓榨機(jī)主要由固定板、濾框、濾板、壓緊板和壓緊裝置組成，單位過濾面積占地較少，過濾推動(dòng)力大，所得濾餅含水率低，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)，適用于各種污泥。經(jīng)預(yù)處理后的底泥，通過進(jìn)料柱塞輸送的方法，送到高壓板框壓榨機(jī)中，經(jīng)過進(jìn)料、壓榨、卸料等工序出來之后，就可得到泥餅。保證泥餅的含水率低于40%[7]。

3.2 余水處理技術(shù)

在河道淤泥處理中，常用的余水處理技術(shù)有三種，一種是機(jī)械絮凝沉淀技術(shù)，占地比較大，處理效果欠佳，一體化處理施工難度較大。另一種是超磁分離技術(shù)，余水處理效果高，但設(shè)備總體費(fèi)用昂貴，對(duì)運(yùn)行管理的要求比較高。最后一種是高效混凝沉淀技術(shù)，雖然建設(shè)投資比較高，但余水處理較好，占地面積比較小，設(shè)備安裝方面，對(duì)寸土寸金的城市而言，無疑是最佳的選擇。在本工程淤泥處理選擇了高效混凝沉淀技術(shù)[8]。

3.3 底泥處置和資源化利用技術(shù)

案例工程河道低泥中重金屬污染含量比較少，在允許范圍中，經(jīng)過脫水處理后的底泥可以應(yīng)用在綠化景觀種植中[9]。工程河道處理形成的脫水泥達(dá)到35.43萬m3，日產(chǎn)量也達(dá)到1312m3。金山湖底泥處理工藝流程圖見圖3。

圖3 金山湖底泥處理工藝流程圖

4 施工效果分析

根據(jù)模型進(jìn)行模擬結(jié)果表明，工程通過內(nèi)源清淤，同時(shí)結(jié)合外源截污、生態(tài)構(gòu)建等治理措施，金山湖區(qū)COD基本達(dá)Ⅳ類湖區(qū)面積能達(dá)100%， 氨氮基本達(dá)Ⅳ類湖區(qū)面積能達(dá)99%，TP基本達(dá)Ⅳ類湖區(qū)面積能達(dá)97%(湖庫標(biāo)準(zhǔn)為 62%)。清淤成效顯著。

5 結(jié) 語

綜上所述，文章結(jié)合工程實(shí)例，分析了河道濕式清淤及淤泥處理技術(shù)，分析結(jié)果表明，河道淤積對(duì)城市生態(tài)環(huán)境發(fā)展，改善水環(huán)境質(zhì)量等方面兼有較大影響。濕式清淤方法和淤泥處理技術(shù)的應(yīng)用，可妥善解決河道淤積問題，提升河道水質(zhì)質(zhì)量，逐步恢復(fù)河道的自凈能力，促使生態(tài)環(huán)境持續(xù)發(fā)展。